چکیده

کنترل فازي هوشمند ،جهت پیش بینی عملکرد سیستمهایی که داراي رفتار غیر قابل پیشگویی هستند بکار میرود ، به بیان دیگر ،مدل هاي فازي توانایی تطبیق با سیستمهایی با رفتارهاي دینامیکی و انعطاف پذیر را دارا می باشند.

از طرف دیگر در عصر حاضر، صرفه جویی در مصرف انرژي ، بویژه انرژي هاي تجدید ناپذیر، جز یکی از مهمترین برنامه هاي هر کشور محسوب می شود.کنترل هوشمند میزان فشار و دماي آب ،به عنوان یک روش مناسب جهت استفاده بهینه از این انرژي سودمند می تواند مورد عنایت محققان قرار گیرد. در این مقاله یک سیستم هوشمند فازي جهت کنترل میزان فشار و دماي آب ارائه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازي و پیاده سازي این سیستم نیز مناسب بودن این روش را به منظور بهینه سازي مصرف آب نشان میدهد.

واژه هاي کلیدي: سیستم هاي فازي – کنترل فازي – هوش مصنوعی

دومین کنفرانس بین المللی رویکردهاي نوین در نگهداشت انرژي کنترل هوشمند دما و فشار آب با بهره گیري از سیستم کنترل فازي

مقدمه

کنترل سیالات مخصوصاً کنترل آب از دیر باز مدنظر انسان قرار داشته است تا از این طریق بتواند در مصرف سیالات بویژه آب صرفه جویی نماید. براي کنترل آب در محلها معمولا از دو شیر آب گرم و آب سرد استفاده میشود. کاربر براي دستیابی به دبی و دماي مطلوبش، میبایست این دو شیر را به اندازهاي باز یا بسته کند، که این عمل معمولا با خطا همراه بوده و گاهی زمان زیادي را طلب می کند که در اکثر موارد باعث به هدر رفتن حجم زیادي از آب میگردد.

شیر آب محصولی است که به ندرت مورد توجه عموم قرار گرفته است. با این همه این محصول نقش مهمی در کیفیت زندگی ما ایفا می کند. طبق تعریف، لیک شیر وسیلهاي است که جریان سیال را کنترل می نمایدل .[۱]

کنترل فازي توسط پروفسور ایرانی الاصل آقاي زاده ، در سال ۱۹۷۰ میلادي، ابداع گردید و توسط آقاي ممدانی گسترش پیدا نمود بص,لم ، امروزه در بسیاري از کاربردهاي صنعتی داراي جایگاه و اهمیت ویژه اي می باشد بخم به گونه اي که بسیاري از شرکتهاي مهم جهان بویزه در ژاپن از این تکنولوژي در محصولات خود بهره گرفتند و پیشتاز در زمینه کاربرد آن در محصولات خود بوده اند. بخ,زم سیستمهاي فازي، سیستمهایی مبتنی بر دانش یا قواعد میباشند. در واقع مدل فازي روشی است مناسب جهت کنترل غیرحطی
سیستمهاي داینامیک. به این معنا که این نوع سیستمها براي مسائلی که نمیتوان توصیف و تعریف دقیقی براي آنها یافت، کاربرد دارند.

در این مقاله ، ما یک سیستم کنترل هوشمند بر پایه مفاهیم فازي به منظور کنترل میزان دما و فشار آب ، مورد استفاده در مصارف خانگی و صنعتی و مانند آن ارایه نموده ایم. به منظور بررسی عملکرد این روش، یک مدل هوشمند در نرم اقزار Matlab شبیه سازي نموده ایم و در نهایت پیاده سازي عملی از یک سیستم هوشمند بر پایه مفاهیم فازي جهت کنترل میزان فشار و دماي شیر آب انجام داده ایم. نتایج حاصله بیانگر مناسب بودن روش پیشنهادي جهت کنترل میزان فشار و دماي آب می باشد.

ادامه مقاله به صورت زیر سازماندهی شده است:
در بخش بعدي ما توصیفی از نحوه عملکرد شیر آب موتوردار ارایه نموده ایم. بخش هاي بعدي به ترتیب توصیف سیستم کنترل فازي ، مدل پیشنهادي و در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازي و پیاده سازي روش می باشد. در بخش نهایی نیز نتایجی از کار آورده شده است.

شیر آب موتور دار

شیر آب نقش مهمی در کنترل عملکرد جریان آب در منازل ، محیطهاي تفریحی و سیستم هاي صنعتی ایفا می کند. اهمیت عملکرد شیر آب زمانی آشکارتر می شود که باز کردن یا بستن شیر آب باید توسط خود انسان انجام شود و یا در محلهاي غیرقابل دسترس که باید در دوره هاي زمانی خاص عملکرد آنها آغاز شود این نوع شیرها از اهمیت خاصی برخوردارند.

جهت پاسخگویی به این نیاز ، شیر آب موتور دار مورد استفاده قرار می گیرد. شیر آب موتور دار نوعی شیر آب است که از موتورهاي الکتریکی جهت انجام عملکرد خود استفاده می کند. این نوع شیر آب براي کاربردهاي کنترلی جریان آب، مثلا بحث آبیاري در کشاورزي یا اطفا حریق هوشمند و مانند آن استفاده می شود.

این نوع شیر آب دقیقا عملکردي مشابه شیر آب معمولی دارد به جز آنکه با استفاده از موتور الکتریکی قابلیت انجام اعمال لازم را دارد. در این حالت باز یا بسته شدن شیرها از طریق ورودیها از یک سیستم اتومات انجام می شود. [۷] استفاده از تکنولوژیهاي جدید به ویژه مقوله هوشمند سازي در مصرف انرژي ، ابزاري قدرتمند در جهت بهینه سازي مصرف، بویژه آب خانگی فراهم ساخته است.

دومین کنفرانس بین المللی رویکردهاي نوین در نگهداشت انرژي کنترل هوشمند دما و فشار آب با بهره گیري از سیستم کنترل فازي

سیستمهاي فازي

سیستمهاي فازي، سیستمهایی مبتنی بر دانش یا قواعد۱ میباشند. قلب یک سیستم فازي یک پایگاه دانش بوده که از قواعد اگر-آنگاه فازي تشکیل شده است و یک قاعده اگر-آنگاه فازي، عبارتی است که بعضی کلمات آن بوسیله توابع تعلق پیوسته مشخص شدهاند. سیستمهاي فازي، سیستمهایی هستند با تعریف کاملاً دقیق که براي ایجاد نگاشت غیر خطی از ورودي به خروجی استفاده می شوند و بعنوان سیستمهاي غیر خطی و قانونمند مورد استفاده قرار میگیرند .[۸]